Ученые объединили фотоэлектрохимический и фотовольтаический преобразователи

N+1Наука

Перовскиты помогут дешево и эффективно получить водород из воды

Наталия Самойлова

Karuturi et al. / Advanced Energy Materials, 2020

Австралийские материаловеды научились эффективно получать водород из воды без использования дорогостоящих полупроводниковых материалов. Они использовали фотокатод из текстурированного кремния и соединили его с широкозонным перовскитным солнечным элементом, расположив солнечные элементы друг под другом. Эффективность преобразования солнечной энергии в водород составила 17,6 процентов. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Energy Materials.

Использование солнечной энергии для получения водорода из воды — технология, которая в перспективе позволит решить две проблемы одновременно: запасание нестабильной солнечной энергии впрок и получение экологически чистого топлива с высокой плотностью энергии. Для выхода на рынок такие преобразователи должны показывать эффективность не менее 20 процентов, при стоимости водорода не выше 4 долларов за килограмм. Использовать солнечную энергию для получения водорода можно несколькими способами. В фотовольтаических преобразователях солнечный элемент соединен с ячейкой для электролиза, и солнечный свет преобразуется в электроэнергию, которая расходуется на электролиз водных растворов с образованием водорода и кислорода на электрокатализаторах. В фотоэлектохимических преобразователях один или оба электрода состоят из полупроводниковых материалов. При облучении светом в полупроводнике образуются электроны и дырки, которые напрямую участвуют в реакциях образования водорода и кислорода.Считается, что фотоэлектрохимические преобразователи в перспективе будут дешевле (в них используются более дешевые катализаторы), но есть у таких устройств и серьезный недостаток.Дело в том, что лучше всего для получения водорода подходят полупроводники с шириной запрещенной зоны около 2 электрон-вольт. Однако, такой полупроводник поглощает только самую коротковолновую (высокоэнергетическую) часть солнечного излучения, поэтому общая эффективность устройств априори будет невысока. Для преодоления этой проблемы можно соединить фотоэлектрод с солнечным элементом — то есть по сути объединить фотовольтаический и фотоэлектрохимический преобразователь в одном устройстве. В этом случае солнечный элемент обеспечивает ток и напряжение смещения, и эффективность преобразования возрастает. Ученым удалось получить тандемный фотоэлектрохимический преобразователь на основе арсенида галлия с эфективностью 19 процентов. Но из-за высокой стоимости арсенида галлия такие преобразователи

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Война без особых причин Война без особых причин

Киберспорт гораздо раньше, чем ожидалось, становится главным в нашем мире

GQ
Не дайте одежде все разболтать: советы стилиста Не дайте одежде все разболтать: советы стилиста

Как с помощью одежды транслировать окружающим именно то, что вы хотите

Psychologies
Мох спрятался от климата пустыни Мохаве под полупрозрачными кусками кварца Мох спрятался от климата пустыни Мохаве под полупрозрачными кусками кварца

Микроубежища для тех видов мхов, которым местный климат плохо подходит

N+1
Самые модные причёски для длинных волос в 2020 году: тренды лета Самые модные причёски для длинных волос в 2020 году: тренды лета

Лучшие причёски для длинных волос, которые подойдут на все случаи жизни

Cosmopolitan
«Мои деньги — мое дело»: выстраиваем финансовые границы «Мои деньги — мое дело»: выстраиваем финансовые границы

Как правильно выстроить финансовые отношения с близкими

Psychologies
5 настолок по мотивам популярных видеоигр 5 настолок по мотивам популярных видеоигр

Предлагаем столкнуться с противником лицом к лицу с помощью настольных игр

CHIP
Легкие люди: Алина Фаркаш о том, почему одним живется легко, а другим - трудно Легкие люди: Алина Фаркаш о том, почему одним живется легко, а другим - трудно

Почему для одних жизнь — вечная борьба, а для других — дождь из подарков судьбы?

Cosmopolitan
Платья для нимф, улиток и статуй в память о художницах-сюрреалистках Платья для нимф, улиток и статуй в память о художницах-сюрреалистках

Марина Прохорова о Christian Dior haute couture сезона FW 2020/21

Weekend
«Молодых игроков нужно бросать в огонь»: президент КХЛ Алексей Морозов — о спорте после пандемии «Молодых игроков нужно бросать в огонь»: президент КХЛ Алексей Морозов — о спорте после пандемии

Президент КХЛ о начале нового сезона и будущем большого хоккея

Forbes
Восточные тонкости Восточные тонкости

Пастилья с бараниной и вишней — встреча двух старинных друзей

Огонёк
Что нужно знать о суперспорткарах Lamborghini Huracán EVO Что нужно знать о суперспорткарах Lamborghini Huracán EVO

Две спортивные модели, которые порадуют владельцев мощным мотором

РБК
Лазерная эпиляция: 8 фактов о процедуре, избавляющей от лишних волос навсегда Лазерная эпиляция: 8 фактов о процедуре, избавляющей от лишних волос навсегда

Как избавиться от нежелательных волос на теле навсегда?

Cosmopolitan
Самые культурные дачные поселки Самые культурные дачные поселки

Какой была дачная жизнь подмосковных поселков?

Культура.РФ
Доживем до 2030: какие пункты «июльского указа» Путина могут быть выполнены в реальности Доживем до 2030: какие пункты «июльского указа» Путина могут быть выполнены в реальности

Недостижимые цели в «Национальных целях России до 2030 года»

Forbes
Как правильно загорать? Лучшие лайфхаки красивого загара для светлой кожи Как правильно загорать? Лучшие лайфхаки красивого загара для светлой кожи

Пока погода радует солнечными деньками, ловите момент – и загорайте!

Cosmopolitan
Советника главы «Роскосмоса» заподозрили в передаче секретных сведений спецслужбе НАТО Советника главы «Роскосмоса» заподозрили в передаче секретных сведений спецслужбе НАТО

Ивана Сафронова подозревают в том, что он передавал секретные сведения НАТО

Forbes
«В тяжелые времена я локоть к локтю со своей командой». Карьерные советы главы OKKO «В тяжелые времена я локоть к локтю со своей командой». Карьерные советы главы OKKO

Яна Бардинцева о том, как достигнуть успеха в карьере

Forbes
Миротворец-империалист Миротворец-империалист

Весь период правления Никита Сергеевич отчаянно боролся за мир

Дилетант
Зерно — по адресным квотам Зерно — по адресным квотам

Что происходит с российским рынком зерновых культур?

Эксперт
По-настоящему эффективные процедуры против целлюлита По-настоящему эффективные процедуры против целлюлита

С целлюлитом сталкиваются все – и пышки, и стройняшки, и даже спортивные девушки

Cosmopolitan
Современное прочтение: 9 экранизаций Современное прочтение: 9 экранизаций

Все 9 экранизаций «Джейн Эйр», книги, ставшей культовой, и их главных героинь

Cosmopolitan
Что делать, если сгорела на солнце — инструкция от экспертов Что делать, если сгорела на солнце — инструкция от экспертов

Что можно делать, а что нельзя при солнечном ожоге разной степени?

Cosmopolitan
Нежелезный человек: какие продукты и хитрости помогут избежать анемии Нежелезный человек: какие продукты и хитрости помогут избежать анемии

Чем питаться и как готовить пищу, чтобы не допускать нехватки железа

Psychologies
15 хитов, про которые все думают, что их поет кто-то другой 15 хитов, про которые все думают, что их поет кто-то другой

Поражает упорство, с которым слушатели постоянно и уверенно ошибаются!

Maxim
5 выдающихся романов о виртуальной реальности 5 выдающихся романов о виртуальной реальности

Пять выдающихся романов о виртуальной реальности, которые стоит почитать

Популярная механика
Чистота — не залог здоровья, или Как химические средства способствуют развитию болезней у женщин. Отрывок из книги британской феминистки Кэролайн Криадо Перес Чистота — не залог здоровья, или Как химические средства способствуют развитию болезней у женщин. Отрывок из книги британской феминистки Кэролайн Криадо Перес

Глава из книги феминистки Кэролайн Криадо Перес о гендерном неравенстве

СНОБ
Болезнь Рэдклифа, проблемы с законом и другие шокирующие факты о Болезнь Рэдклифа, проблемы с законом и другие шокирующие факты о

Собрали самые интересные факты о поттериане

Cosmopolitan
Война на истощение Война на истощение

70 лет назад, в конце июня 1950 года, началась Корейская война

Огонёк
Колебание устоев: физики зафиксировали сдвиг 40-килограммового зеркала под действием квантового шума Колебание устоев: физики зафиксировали сдвиг 40-килограммового зеркала под действием квантового шума

Что люди могут узнать о Вселенной благодаря квантовым эффектам?

Forbes
Когда 3 мало, а 6 — уже много: почему у автомобиля 4 колеса Когда 3 мало, а 6 — уже много: почему у автомобиля 4 колеса

Почему подавляющее большинство легковых машин имеют 4 колеса?

Популярная механика
Открыть в приложении